MySQL數據庫事務詳解

 

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事務的概念

事務指邏輯上的一組操作，組成這組操作的各個單元，要不全部成功，要不全部不成功。 
例如：A向B轉賬100元，對應於如下兩條sql語句：

update from account set money=money+100 where name='b'; update from account set money=money-100 where name='a';

數據庫默認事務是自動提交的，也就是發一條sql它就執行一條，如果想多條sql放在一個事務中執行，則需要使用如下語句：

start transaction … … commit

數據庫開啟事務命令：

• start transaction ：開啟事務
• rollback：回滾事務
• commit：提交事務

MySQL數據庫中操作事務命令

編寫測試SQL腳本，如下：

/* 創建數據庫 */ create database day16; use day16; /* 創建賬戶表 */ create table account ( id int primary key auto_increment, name varchar(40), money float ) character set utf8 collate utf8_general_ci; /* 插入測試數據 */ insert into account(name,money) values('aaa',1000); insert into account(name,money) values('bbb',1000); insert into account(name,money) values('ccc',1000); 

下面我們在MySQL數據庫中模擬aaa向bbb轉帳這個業務場景。

• 開啟事務(start transaction) 
  使用”start transaction”開啟MySQL數據庫的事務，如下所示： 
   
  我們首先在數據庫中模擬轉賬失敗的場景，首先執行update語句讓aaa用戶的money減少100塊錢，如下圖所示： 
   
  現在假設程序拋出異常，也即該鏈接斷了，代碼塊沒有完成，此時數據庫會自動回滾掉此sql語句造成的影響，也就是說這條sql語句沒有執行。我們現在就來模擬這種情況，我們關閉當前操作的dos命令行窗口，這樣就導致了剛才執行的update語句的數據庫的事務沒有被提交，那么我們對aaa用戶的修改就不算是真正的修改了，下次在查詢aaa用戶的money時，依然還是之前的1000，如下圖所示： 
  

• 提交事務(commit) 
  下面我們在數據庫模擬aaa向bbb轉賬成功的場景。 
   
  我們手動提交(commit)數據庫事務之后，aaa向bbb轉賬100塊錢的這個業務操作算是真正成功了，aaa賬戶中少了100，bbb賬戶中多了100。

• 回滾事務(rollback) 
   
  通過手動回滾事務，讓所有的操作都失效，這樣數據就會回到最初的初始狀態！

JDBC中使用事務

當Jdbc程序向數據庫獲得一個Connection對象時，默認情況下這個Connection對象會自動向數據庫提交在它上面發送的SQL語句。若想關閉這種默認提交方式，讓多條SQL在一個事務中執行，可使用下列的JDBC控制事務語句：

• Connection.setAutoCommit(false); //開啟事務(start transaction)
• Connection.rollback(); //回滾事務(rollback)
• Connection.commit(); //提交事務(commit)

JDBC使用事務范例

在JDBC代碼中演示銀行轉帳案例，使如下轉帳操作在同一事務中執行：

update from account set money=money-100 where name=‘aaa’; update from account set money=money+100 where name=‘bbb’;

• 模擬aaa向bbb轉賬成功時的業務場景

  public class Demo1 { /* * a--->b轉100元 */ public static void main(String[] args) throws SQLException { Connection conn = null; PreparedStatement st = null; ResultSet rs = null; try { conn = JdbcUtils.getConnection(); conn.setAutoCommit(false); // 相當於start transaction，開啟事務 String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'"; String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'"; st = conn.prepareStatement(sql1); st.executeUpdate(); st = conn.prepareStatement(sql2); st.executeUpdate(); conn.commit(); } finally { JdbcUtils.release(conn, st, rs); } } }

• 模擬aaa向bbb轉賬過程中出現異常導致有一部分SQL執行失敗后讓數據庫自動回滾事務

  public class Demo1 { /* * a--->b轉100元 */ public static void main(String[] args) throws SQLException { Connection conn = null; PreparedStatement st = null; ResultSet rs = null; try { conn = JdbcUtils.getConnection(); conn.setAutoCommit(false); // 相當於start transaction，開啟事務 String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'"; String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'"; st = conn.prepareStatement(sql1); st.executeUpdate(); int x = 1/0; // 程序運行到這個地方拋異常，后面的代碼就不執行，數據庫沒有收到commit命令 st = conn.prepareStatement(sql2); st.executeUpdate(); conn.commit(); } finally { JdbcUtils.release(conn, st, rs); } } }

• 模擬aaa向bbb轉賬過程中出現異常導致有一部分SQL執行失敗時手動通知數據庫回滾事務

  public class Demo1 { /* * a--->b轉100元 */ public static void main(String[] args) throws SQLException { Connection conn = null; PreparedStatement st = null; ResultSet rs = null; try { conn = JdbcUtils.getConnection(); conn.setAutoCommit(false); // 相當於start transaction，開啟事務 String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'"; String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'"; st = conn.prepareStatement(sql1); st.executeUpdate(); int x = 1/0; // 程序運行到這個地方拋異常，后面的代碼就不執行，數據庫沒有收到commit命令 st = conn.prepareStatement(sql2); st.executeUpdate(); conn.commit(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); conn.rollback(); // 捕獲到異常之后手動通知數據庫執行回滾事務的操作 } finally { JdbcUtils.release(conn, st, rs); } } }

設置事務回滾點

在開發中，有時候可能需要手動設置事務的回滾點，在JDBC中使用如下的語句設置事務回滾點：

Savepoint sp = conn.setSavepoint(); Conn.rollback(sp); Conn.commit(); // 回滾后必須通知數據庫提交事務

設置事務回滾點范例：

public class Demo2 { // 事務回滾點概念 public static void main(String[] args) throws SQLException { Connection conn = null; PreparedStatement st = null; ResultSet rs = null; Savepoint sp = null; try { conn = JdbcUtils.getConnection(); // MySQL默認的隔離級別——REPEATABLE-READ，並且是嚴格遵循數據庫規范設計的，即支持4種隔離級別 // Oracle默認的隔離級別——Read committed，並且不支持這4種隔離級別，只支持這4種隔離級別中的2種，Read committed和Serializable // conn.setTransactionIsolation(); // 相當於設置CMD窗口的隔離級別 conn.setAutoCommit(false); // 相當於start transaction，開啟事務 // 不符合實際需求 String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'"; String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'"; String sql3 = "update account set money=money+100 where name='ccc'"; st = conn.prepareStatement(sql1); st.executeUpdate(); /* * 只希望回滾掉這一條sql語句，上面那條sql語句讓其執行成功 * 這時可設置事務回滾點 */ sp = conn.setSavepoint(); st = conn.prepareStatement(sql2); st.executeUpdate(); int x = 1/0; // 程序運行到這個地方拋異常，后面的代碼就不執行，數據庫沒有收到commit命令 st = conn.prepareStatement(sql3); st.executeUpdate(); conn.commit(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); conn.rollback(sp); // 回滾到sp點，sp點上面的sql語句發給數據庫執行，由於數據庫沒收到commit命令，數據庫又會自動將這條sql語句的影響回滾掉，所以回滾完，一定要記得commit命令。 conn.commit(); // 手動回滾后，一定要記得提交事務 } finally { JdbcUtils.release(conn, st, rs); } } }

事務的四大特性(ACID)

• 原子性（Atomicity） 
  原子性是指事務是一個不可分割的工作單位，事務中的操作要么全部成功，要么全部失敗。比如在同一個事務中的SQL語句，要么全部執行成功，要么全部執行失敗。
• 一致性（Consistency） 
  官網上事務一致性的概念是：事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另外一個一致性狀態。還要一種說法是事務前后數據的完整性必須保持一致。以轉賬為例子，A向B轉賬，假設轉賬之前這兩個用戶的錢加起來總共是2000，那么A向B轉賬之后，不管這兩個賬戶怎么轉，A用戶的錢和B用戶的錢加起來的總額還是2000，這個就是事務的一致性。
• 隔離性（Isolation） 
  事務的隔離性是多個用戶並發訪問數據庫時，數據庫為每一個用戶開啟的事務，不能被其他事務的操作數據所干擾，多個並發事務之間要相互隔離。
• 持久性（Durability） 
  持久性是指一個事務一旦被提交，它對數據庫中數據的改變就是永久性的，接下來即使數據庫發生故障也不應該對其有任何影響。

事務的隔離級別

事務的四大特性中最麻煩的是隔離性，下面重點介紹一下事務的隔離級別。 
多個線程開啟各自事務操作數據庫中數據時，數據庫系統要負責隔離操作，以保證各個線程在獲取數據時的准確性。

事務不考慮隔離性可能會引發的問題

如果事務不考慮隔離性，可能會引發如下問題：

• 臟讀 
  指一個事務讀取了另外一個事務未提交的數據。 
  這是非常危險的，假設a向b轉帳100元，對應sql語句如下所示：

  1.update account set money=money+100 while name=‘b’; 2.update account set money=money-100 while name=‘a’; 

  當第1條sql執行完，第2條還沒執行(a未提交時)，如果此時b查詢自己的帳戶，就會發現自己多了100元錢。如果a等b走后再回滾，b就會損失100元。

• 不可重復讀 
  在一個事務內讀取表中的某一行數據，多次讀取結果不同。（一個事務讀取到了另外一個事務提交的數據） 
  例如銀行想查詢a帳戶余額，第一次查詢a帳戶為200元，此時a向帳戶內存了100元並提交了，銀行接着又進行了一次查詢，此時a帳戶為300元了。銀行兩次查詢不一致，可能就會很困惑，不知道哪次查詢是准的。可將例子簡化為：讀表中某一行數據，例如a賬戶第一次讀為1000，第二次讀為1100。 
  不可重復讀和臟讀的區別是，臟讀是讀取前一事務未提交的臟數據，不可重復讀是重新讀取了前一事務已提交的數據。 
  很多人認為這種情況就對了，無須困惑，當然是以后面的結果為准了。我們可以考慮這樣一種情況，比如銀行程序需要將查詢結果分別輸出到電腦屏幕和寫到文件中，結果在一個事務中針對輸出的目的地，進行的兩次查詢不一致，導致文件和屏幕中的結果不一致，銀行工作人員就不知道以哪個為准了。
• 虛讀(幻讀) 
  虛讀(幻讀)是指在一個事務內讀取到了別的事務插入的數據，導致前后讀取不一致。 
  如丙存款100元未提交，這時銀行做報表統計account表中所有用戶的總額為500元，然后丙提交了，這時銀行再統計發現帳戶為600元了，造成虛讀同樣會使銀行不知所措，到底以哪個為准。可將例子簡化為：讀整個表，即表的行數，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄。

數據庫共定義了四種隔離級別，應用《高性能mysql》一書中有說明： 

• Serializable(串行化)：可避免臟讀、不可重復讀、虛讀情況的發生。
• Repeatable read(可重復讀)：可避免臟讀、不可重復讀情況的發生。
• Read committed(讀已提交)：可避免臟讀情況發生。
• Read uncommitted(讀未提交)：最低級別，以上情況均無法保證。

總結：在MySQL中，實現了這四種隔離級別，分別有可能產生問題如下所示： 

下面說說修改事務隔離級別的方法：

1. 全局修改，修改my.ini(或mysql.ini)配置文件，在最后加上

   
   #可選參數有：READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, SERIALIZABLE. [mysqld] transaction-isolation = REPEATABLE-READ

   注意：MySQL默認的隔離級別為REPEATABLE-READ，並且是嚴格遵循數據庫規范設計的，即支持4種隔離級別；Oracle默認的隔離級別為Read committed，並且不支持這4種隔離級別，只支持這4種隔離級別中的2種，Read committed和Serializable。

2. 對當前session修改，在登錄mysql客戶端后，執行命令：

   set session transaction isolation level read uncommitted; // 設置當前事務隔離級別

   注意：session是不能掉的，不然你設置不會成功，MySQL的隔離級別還是默認的隔離級別——REPEATABLE-READ，如下所示： 
   

查詢當前事務隔離級：

select @@tx_isolation; // 查詢當前事務隔離級別

下面，將利用MySQL的客戶端程序，分別測試幾種隔離級別。測試數據庫為day16，表為account；表如下： 
 
兩個命令行客戶端分別為a(黑色背景窗口)，b(藍色背景窗口)；不斷改變b的隔離級別，在a端修改數據。

• 將b的隔離級別設置為read uncommitted(未提交讀) 
  在a未更新數據之前，b客戶端 
   
  a更新數據，a向b轉帳100元 
   
  此時b查詢自己的帳戶，就會發現自己多了100元錢，出現了臟讀（這個事務讀取到了別的事務未提交的數據） 
   
  如果a等b走后再回滾　 
   
  此時b查詢自己的帳戶，發現又少掉了100元錢，兩次讀取的數據不一樣，出現不可重復讀現象 
   
  a提交完事務，再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄 
   
  此時b再次查詢account表，發現表account中多了一條記錄，出現幻讀現象 
  
• 將客戶端b的事務隔離級別設置為read committed(已提交讀) 
  在a未更新數據之前，b客戶端 
   
  a更新數據，a向b轉帳100元 
   
  b查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，說明已提交讀隔離級別解決了臟讀的問題 
   
  a此刻提交事務 
   
  b再次查詢自己的帳戶，發現自己又多了100元錢，這時就發生不可重復讀（指這個事務讀取到了別的事務提交的數據） 
   
  a再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄 
   
  然后b再次查詢account表，發現表account中多了一條記錄，出現幻讀現象 
  
• 將b的隔離級別設置為repeatable read(可重復讀) 
  在a未更新數據之前，b客戶端 
   
  a更新數據，a向b轉帳100元 
   
  b查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，這說明repeatable read這種級別可避免臟讀 
   
  a此刻提交事務 
   
  b再次查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，這說明repeatable read這種級別還可以避免不可重復讀 
   
  a再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄 
   
  然后b再次查詢account表，發現表中可能會多出一條ddd的記錄(也有可能不會多出一條ddd的記錄，我測試時就是這種情況)，這就發生了虛讀，也就是在這個事務內讀取了別的事務插入的數據（幻影數據） 
  
• 將b的隔離級別設置為可串行化 (Serializable) 
  為可串行化 (Serializable)均可避免臟讀、不可重復讀、幻讀。避免臟讀和不可重復讀的情況我就不測試了，測試步驟同上，下面我重點講解可串行化 (Serializable)避免幻讀的情況。 
  事務b端 
   
  事務a端 
   
  因為此時事務b的隔離級別設置為serializable，開始事務后，並沒有提交，所以事務a只能等待。 
  事務b提交事務，事務b端 
   
  事務a端 
   
  serializable完全鎖定字段，若一個事務來查詢同一份數據就必須等待，直到前一個事務完成並解除鎖定為止，是完整的隔離級別，會鎖定對應的數據表格，因而會有效率的問題。 
  結論：Serializable隔離級別，雖然可避免所有問題，但性能、效率是最低的，原因是它采取的是鎖表的方式，即單線程的方式，即有一個事務來操作這個表了，另外一個事務只能等在外面進不來。

下面，將利用Java程序來測試Serializable隔離級別。

public class Demo3 { public static void main(String[] args) throws SQLException, InterruptedException { Connection conn = null; PreparedStatement st = null; ResultSet rs = null; Savepoint sp = null; try { conn = JdbcUtils.getConnection(); conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE); // 相當於設置CMD窗口的隔離級別 conn.setAutoCommit(false); String sql = "select * from account"; conn.prepareStatement(sql).executeQuery(); // 故意讓程序睡眠20秒，睡眠20秒之后事務才結束，程序運行完 Thread.sleep(1000*20); conn.commit(); } finally { JdbcUtils.release(conn, st, rs); } } }

程序運行，同時在客戶端開啟一個事務，插入一條記錄，需要等待一段時間才能插入進去。